江苏泰州市2020年高考物理基础百题10(选修3-3)

泰州市2020年高考基础百题10
——选修3-3
编写：江苏省姜堰第二中学 毛子明
审稿：江苏省姜堰中学 林海兰
一、选择题
1．下列说法正确的是（）
A ．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动
B ．扩散现象表明分子在做永不停息地运动
C ．已知某物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，则该种物质的分子体积为0A
M V N ρ= D ．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
【考点】本题考查布朗运动、扩散现象、阿伏伽德罗常数、分子间作用力、温度、分子势能等，考查知识点较多。

【分析】A. 布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于空气的流动，这不是布朗运动，故A 错误；
B. 扩散现象就是物质分子的无规则运动，它直接反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动，故B 正确；
C. 已知某物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，则该种物质的每个分子占据空间的体积为0A
M V N ρ=
；如果是气体，分子间隙远大于分子直径，分子体积未知，故C 错误；
D.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子力表现为斥力时，分子势能减小，当分子力表现为引力时，分子势能增大，故D 正确；
【说明】本题需要对布朗运动的成因、对分子热运动有清晰的认识和了解，注意能看成布朗运动的微粒体积是很小的；阿伏伽德罗常数中微观量的计算要注意气体分子模型与固体、液体的不同点，气体分子平均活动区域不是分子大小；分子间作用力的理解上建议结合分子
力随距离的变化图像来分析，同时注意比较与分子势能图像的相同点和不同点。

另外注意结合分子力做功情况来分析；
【答案】BD
2．如图所示是氧气分子在不同温度（0C ︒和100C ︒）下的速率分布曲线，由图可得信息（ ）
A ．同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律
B ．随着温度升高，每一个氧气分子的速率都增大
C ．随着温度升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增加
D ．随着温度升高，氧气分子的平均动能一定增大
【考点】本题主要考查了对氧气分子在不同温度下的速率分布曲线的理解
【分析】A ．由图可知，同一温度下，氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点，故A 正确；B ．温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，平均速率越大，但不是每一个分子运动速率都增大，故B 错误；C ．由图知，随着温度升高，速率较大的分子数增多，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C 错误；D ．温度是分子热运动平均动能的标志，随着温度升高，氧气分子的平均动能一定增大，故D 正确。

【说明】本题涉及到温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同。

考生需要正确理解这些基本知识，较为简单。

【答案】AD
3．如图所示，一定质量的理想气体，从图示A 状态开始，经历了B 、C ，最后到D 状态，下列判断中正确的是（）
A ．A →
B 温度升高，压强不变
B ．B →
C 体积不变，压强变大
C．B→C体积不变，压强不变
D．C→D体积变小，压强变大
【考点】本题主要考查对理想气体状态方程的应用以及从V-T图像获取信息的能力
【分析】A．从A→B过程中，根据：pV
C
T
=可知为等压变化，故A正确；BC．从B→C
过程中，根据：pV
C
T
=可知，气体体积不变，温度降低，压强减小，故BC均错误；D．从
C→D过程中，气体温度不变，体积减小，压强增大，故D正确。

【说明】从V-T图像中可知等容变化和等温变化，过原点的直线表示等压变化。

一定质量的理想气体的V-T图中，斜率的物理意义为压强的倒数。

学生需要掌握理想气体状态方程推出的各类图像，明确斜率的物理意义。

【答案】AD
4．下列说法中正确的是( )
A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状
【考点】本题考查单晶体、多晶体、非晶体的特点及区别，各向异性和各向同性的区别。

【分析】所有的金属都是晶体，因而黄金也是晶体，故A错误，同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错误。

单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性，有些物理性质各向同性，故C错误。

玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和天然规则的几何形状，故D正确。

【说明】对单晶体、多晶体、非晶体的特点要清楚，典型的晶体和非晶体的一些性质要理解。

【答案】 D
5．以下说法中正确的是( )
A．表面张力是液体表面层中两个分子层间的相互引力
B．表面张力的方向与液面垂直
C．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
D．液晶的光学性质随温度的变化而变化
【考点】本题考查液体表面张力现象，液晶，以及液晶的特性。

【分析】表面张力是表面层的分子比液体内部分子稀疏，分子力表现为引力所形成的，故A错，方向与液面相切，故B错，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，C错误。

外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从
而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质， D正确。

【说明】液体表面张力的形成原因，表面张力的方向与液面相切而不是垂直，液晶的一些特性要注意理解。

【答案】 D
6．下列关于饱和汽与饱和汽压的说法中，正确的是( )
A．饱和汽与液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等
B．一定温度下的饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大
C．一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而增大
D．饱和汽压跟绝对温度成正比
【考点】本题考查饱和汽、未饱和汽和饱和汽压的概念。

【分析】由动态平衡概念可知A正确；在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度的升高而增大，B正确；一定温度下的饱和汽压与体积无关，C错误；饱和汽压随温度的升高而增大，但饱和汽压和绝对温度的关系不成正比，饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快，D错误。

【说明】对解答关于饱和汽与饱和汽压的问题要抓住饱和汽的压强只与液体的种类、温度有关这一关键点。

【答案】AB
7．如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。

现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。

待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。

假设整个系统不漏气。

下列说法正确的是（）
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．在自发扩散过程中，气体对外界做功
D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
【考点】本题考查对热力学第一定律、自由膨胀、绝热过程、内能知识点的理解，设计的题目知识点较多，比较综合，但很基础。

【分析】气体向真空自由膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热的，没有热交换，根据热力学第一定律可知气体自由扩散后内能不变，选项A正确，C错误。

气体被
压缩的过程中，外界对气体做功，且没有热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，选项B 、D 正确。

气体在压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，温度越高，内能越大，气体分子的平均动能越大，选项E 错误。

【说明】本题巧妙地将绝热汽缸用隔板分成两部分，一部分为理想气体，一部分为真空，需要考生深刻理解热力学第一定律，以及自由膨胀、绝热过程的特点以及理想气体内能等基础知识，考查学生全面综合分析问题的能力。

【答案】ABD
8．如图，一定质量的理想气体从状态a 开始，经历过程①、②、③、④到达状态e 。

对此气体，下列说法正确的是（）
A ．过程①中气体的压强逐渐减小
B ．过程②中气体对外界做正功
C ．过程④中气体从外界吸收了热量
D ．状态c 、d 的内能相等
E ．状态d 的压强比状态b 的压强小
【考点】本题考查等容变化过程、等温变化过程、理想气体状态方程、热力学第一定律。

【分析】过程①为等容变化，根据查理定律有p a T a ＝p b T b
，因为温度逐渐增加，则气体的压强逐渐增加，故选项A 错误；过程②气体体积增加，则气体对外界做正功，故选项B 正确；过程④中为体积不变，则气体对外界不做功，外界对气体也不做功，即W ＝0，理想气体的温度降低，则内能减少，即ΔU <0，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知Q <0，则气体向外界放出了热量，故选项C 错误；状态c 、d 的温度相等，则分子平均动能相等，理想气体
没有分子势能，则内能相等，故选项D 正确；连接Ob 、Od ，根据pV T ＝C 得T V ＝p C
，Ob 斜率大于Od 斜率，则状态d 的压强比状态b 的压强小，故选项E 正确．
【说明】本题通过T-V 图像来考查，要求学生能正确认识图像，分析清楚各个过程的变化情况，并结合等容变化、等温变化过程以及热力学第一定律和理想气体状态方程综合分析。

【答案】BDE
二、实验题
9．（1）油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.6mL ，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL ，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示甲。

若每一小方格的边长为20 mm ，这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_______油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．图中油酸膜的面积为________m 2；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m ．（计算结果保留两位有效数字）
（2）实验中痱子粉的作用是________________________．实验中出现如图乙所示的油膜形状（痱子粉开裂），原因是_____________________________.
【考点】本题考查用油膜法测分子直径实验
【分析】
（1）油膜法测分子直径的原理：①把分子理想成球形 ② 认为分子一个挨一个紧密排列在一起 ③ 认为油膜分子排列成一单分子层；所以形成的油膜可视为单分子油膜； 计算油膜面积时过小方格数，面积不足半个方格面积的舍去，大于半格方格面积的算为1个，方格个数56个，1个方格面积为400mm 2，总的面积为
22240056mm 2.210m s -=⨯=⨯
滴入油酸溶液中油酸的体积为
631131100.6m 1.210m 501000
v --⨯=⨯=⨯ 则油酸分子直径
11
1021.210m=5.510m 2.210
v d s ---⨯==⨯⨯
（2）实验中痱子粉的作用是界定油膜大小的边界，显示油膜面积大小；
实验中出现如图乙所示的油膜形状（痱子粉开裂），原因是痱子粉过厚，油酸分子不能很好的展成一单分子层。

【说明】油膜法测分子直径的原理：①把分子理想成球形② 认为分子一个挨一个紧密排列在一起③ 认为油膜分子排列成一单分子层。

计算滴入一滴溶液中含有纯油酸的体
积，计算出油膜的面积，根据
v
d
s
可求得分子直径的数量级。

【答案】单分子（2.0～2.4）×10－2（5.0～6.0）×10－10界定油膜大小的边界痱子粉过厚
三、计算题（论述题）
10．如图所示，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。

两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距
离是气缸高度的1
4
，活塞b在气缸的正中央。

①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
②继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的
1
16
时，求氧气的压强。

【考点】本题主要考查利用由盖•吕萨克定律、玻意耳定律解决实际问题
【分析】现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部的过程中，a活塞不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程，分析出初态和末态的体积和温度，由盖•吕萨克定律求解；继续缓慢加热，使活塞a上升，活塞a上方的氧气经历等温过程，根据玻意耳定律求解即可。

【说明】本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分气体之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系。

运用物理知识解决实际问题，对考生的知识掌握、概念迁移、科学分析方法以及理论联系实际的思想都具有良好的导向作用，
对综合分析处理问题的能力和推理能力有较高的要求。

【答案】（1）活塞b 升至顶部的过程中，活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气经历等压过程．设气缸A 的容积为V 0，氮气初态体积为V 1，温度为T 1，末态体积为V 2，温度为T 2，
按题意，气缸B 的容积为0
4V , 则有：00013714248V V V V =+⋅=0020344
V V V V ==+ 根据盖•吕萨克定律得：
1212V V T T = 代入数据解得：2320T K =
（2）活塞b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a 开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的116
时，活塞a 上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V 1′，压强为P 1′，末态体积为V 2′，压强为P 2′， 由题给数据有，014V V '
'=10P P '=02316V V =' 由玻意耳定律得：''=''2211V P V P 解得：2043
P P '= 11．一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，再变化到状态C ，其状态变化过程的p -V 图象如图所示．已知该气体在状态A 时的温度为27 ℃，求：
(1)该气体在状态B 时的温度；
(2)该气体从状态A 到状态C 的过程中与外界交换的热量．
【考点】本题考查了查理定律、盖—吕萨克定律、热力学第一定律，要求学生会用相关的公式进行计算。

【分析】第1小问，对于理想气体在A →B
过程中，是等容变化过程，可由查理定律求
出状态B 的温度；第2小问要求A →C 过程中气体与外界交换的热量，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，要求出这个过程中气体做功和内能的变化。

由B →C 等压过程，根据盖—吕萨克定律求出C 的温度，跟A 温度相等，则A →C 过程内能变化等于0，再求A →C 过程气体做功，A →B 体积不变气体未做功，B →C 等压膨胀过程，可以求出气体对外做功。

即可求出气体从状态A 到状态C 的过程中与外界交换的热量．
【说明】本题运用P —V 图像考查查理定律、盖—吕萨克定律、热力学第一定律，要求学生熟练掌握这三个定律的内容并能熟练运用，培养学生综合运用相关定律的能力。

【答案】(1)对于理想气体：A →B ，由查理定律得：
p A T A ＝p B T B
即T B ＝p B p A
T A ＝100 K ， 所以t B ＝(100－273) ℃＝－173 ℃.
(2)B →C 过程由盖—吕萨克定律得：V B T B ＝V C T C
， 解得：T C ＝300 K ，所以t C ＝27 ℃
A 、C 温度相等，ΔU ＝0
A →C 的过程，由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 得：
Q ＝ΔU －W ＝p B ΔV ＝200 J ，即气体从外界吸热200 J.。